DE1268210B - Veraenderbares Daempfungsglied mit Dioden in Spannungsteilerschaltung - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. Cl.:

H 04b

Deutsche KL: 21 a2 - 36/14

Nummer: 1 268 210

Aktenzeichen: P 12 68 21G.9-31

Anmeldetag: 24. August 1961

Auslegetag: 16. Mai 1968

Es sind bereits Dämpfungsglieder mit änderbarem überlragungsfaklor (Verhältnis der Amplitude des Ausgangssignals zur Amplitude des Eingangssignals) bekannt, welche Dioden enthalten und bei welchen der Übertragungsfaktor dadurch geändert werden kann, daß die Größe und/oder die Polarität einer die Dioden polarisierenden Sleuergleichspannung und damit der Widerstand geändert wird, den die Dioden dem Stromdurchgang entgegensetzen.

Insbesondere ist ein veränderbares Dämpfungsglied bekanntgeworden (britische Patentschrift 698 195), welches einen Eingangstransformator und einen Ausgangstransformator aufweist und bei welchem die Sekundärwicklung des Eingangstransformators für das zu dämpfende Wechselstromsignal ,₅ über mehrere gleichsinnig gepolte Dioden mit der Primärwicklung des Ausgangstransformators in Reihe geschaltet ist und diesen Wicklungen der Transformatoren weitere Dioden und Widerstände parallel geschaltet sind. Durch Wechseln der Polarität einer die Dioden polarisierenden Steuerspannung kann der Dämpfungsgrad des Dämpfungsgliedes von einem hohen auf einen geringen Wert geändert werden, was für die mit den Wicklungen der Transformatoren in Reihe liegenden Dioden dem übergang von einer negativen auf eine positive Polarisation entspricht.

Mit einem solchen Dämpfungsglied, bei dem außer Dioden auch lineare Widerstände vorgesehen sind, die derart angeordnet sind, daß die Eingangsimpedanz des Dämpfungsgliedes für große und kleine Dämpfung im wesentlichen den gleichen Wert hat, ist es jedoch nicht möglich, einen Übertragungsfaktor zu erhalten, dessen Logarithmus sich im wesentlichen linear mit der Steuerspannung ändert. Ferner ist der Ubertragungsfaktor eines solchen Dämpfungsgliedes, da er von verschiedenen Impedanzen abhängig ist, die von den linearen Widerständen und den Dioden gebildet werden, von der Umgebungstemperatur abhängig, weil diese verschiedenen Impedanzen sich mit der Temperatur sehr unterschiedlich ändern.

Demgegenüber bezweckt die Erfindung, ein Dämpfungsglied mit Dioden zu schaffen, dessen Ubertragungsfaktor sich exponentiell mit der Steuerspannung ändert (sein Logarithmus ist eine lineare Funktion der Steuerspannung) und im wesentlichen unabhängig von der Umgebungstemperatur ist.

Gemäß der Erfindung ist ein veränderbares Dämpfungsglied mit Dioden in Spannungsteilerschaltung, bei dem die Dioden beiderseits des Spannungsteilcrabgriffs in ihrem Widerstand durch eine Steuerspannung gegensinnig steuerbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens ein Spannungsteiler Veränderbares Dämpfungsglied mit Dioden
in Spannungsteilerschaltung

Anmelder:

Institut Francais du Petrole,
des Carburants et Lubrifiants,
Rueil-Malmaison, Seine-et-Oise (Frankreich)

Vertreten

Dr. E. Wiegand

und Dipl.-Ing. W. Niemann, Patentanwälte,

2000 Hamburg 50, Königstr. 28

Als Erfinder benannt:

Jean-Pierre Barret,

Marly-le-Roi, Seine-et-Oise (Frankreich)

Beanspruchte Priorität:

Frankreich vom 25. August 1960 (836 918)

aus zwei Gruppen von je 2n (n = 1, 2, 3 ...) unter sich gleichsinnig in Reihe geschalteten Dioden vorgesehen ist und die den beiden Gruppen gemeinsame Klemme mit dem einen Pol einer Gleichstromquelle verbunden ist, welche mit ihrem anderen Pol auf festem Potential liegt und die hinsichtlich dieser Stromquelle gleichsinnig gepolten Dioden beider Gruppen mit einem konstanten Gleichstrom speist, daß die Verteilung dieses konstanten Gleichstroms auf die Dioden beider Gruppen mittels der Steuerspannung veränderbar ist, die an den beiden übrigen, die Enden des Spannungsteilers bildenden Klemmen der beiden Gruppen angelegt wird, und daß die beiden Eingangsklemmen des Dämpfungsgliedes jeweil in dem diesen Ubertragungsfaktor wiederzwischen der /i-ten und der (n + l)-ten Diode je einer Gruppe verbunden sind, während die Ausgangsklemmen des Dämpfungsgliedes durch die eine Eingangsklemme und eine weitere Klemme gebildet werden, welche über je einen Kondensator mit den drei Klemmen des Spannungsteilers verbunden ist. Bei einem gemäß der Erfindung ausgebildeten Dämpfungsglied, bei dem der Logarithmus seines Übertragungsfaktors eine lineare Funktion der Steuerspannung ist, ist der Übertragungsfaktor von der Umgebungstemperatur im wesentlichen unabhängig, weil in dem diesen Übertragungsfaktor wieder-

809-"·« 300

gebenden mathematischen Ausdruck nur Verhältnisse der Intensitäten der die Dioden durchfließenden Ströme erscheinen und diese Verhältnisse im wesentlichen konstant bleiben, wenn sich die Temperatur ändert und demzufolge die Intensitäten der durch die Dioden hindurchgehenden Ströme variieren.

Bei dem Dämpfungsglied gemäß der Erfindung können ferner für die Dioden kleine Polarisationsspannungen nahe dem Nullpunkt verwendet werden, was einen weiteren Vorteil gegenüber bekannten Dämpfungsgliedern mit Dioden darstellt, die höhere Polarisationsspannungen erfordern, für welche die Beziehung zwischen dem Logarithmus des Ubertragungsfaktors und der Steuerspannung nicht mehr linear ist.

Ein Dämpfungsglied gemäß der Erfindung kann vorteilhaft in Verbindung mit einer oder mehreren Verstärkungsstufen (Elektronenröhren oder Transistoren) in einer Anordnung verwendet werden, deren Ubertragungsfaktor gemäß einem vorbestimmten Programm geändert oder automatisch geregelt wird.

Die Erfindung wird nachstehend an Hand der Zeichnung beispielsweise näher erläutert.

In F i g. 1 ist als Beispiel ein Spannungsteiler dargestellt, der zwei Widerstände )\ und r₂ enthält, die einen gemeinsamen Punkt N haben. Zwischen dem Ende .4 des Widerstandes r, und dem Ende B des Widerstandes i\ wird die Eingangsspannung C₁. angelegt, und zwischen dem gemeinsamen Punkt N und dem Punkt B wird die Ausgangsspannimg t\ abgenommen.

Der Ubertragungsfaktor G = ^ dieses Spannungsteilers läßt sich aus der Formel

eine weitere Klemme N gebildet werden, welche über je einen Kondensator C₁ bzw. C₂, C₁, mit den drei Klemmen C, D, S des Spannungsteilers verbunden ist.

Bei dem Dämpfungsglied gemäß F i g. 2 kann das zu dämpfende Wechselstromsignal an die Eingangsklemmen A und B angelegt und das Ausgangssignal an den Klemmen N und B abgenommen werden.

ίο Der Ubertragungsfaktor G dieses Dämpfungsgliedes ergibt sich aus der Formel

G =

r, + r.

1 +

berechnen, in der die Widerstände nur in Form ihres Verhältnisses zueinander erscheinen.

Ein solcher Spannungsteiler entspricht daher den geforderten Bedingungen, um ihn vorteilhaft als erfindungsgemäßes Dämpfungsglied auszubilden, bei dem der Ubertragungsfaktor mittels einer Steuerspannung änderbar ist und welches z. B. von der in F i g. 2 dargestellten Art sein kann.

Das in F i g. 2 dargestellte Dämpfungsglied weist einen Spannungsteiler auf, der aus zwei Gruppen G₁ und G₂ von je 2« (" = K 2, 3 ...) unter sich gleichsinnig in Reihe geschalteten Dioden besteht, wobei die gemeinsame Klemme S der beiden Diodengruppen über einen Widerstand R₁, mit dem einen Pol einer Gleichstromquelle E_p verbunden ist. welche mit ihrem anderen Pol F auf festem Potential liegt. Diese Stromquelle speist die mit Bezug auf sie gleichsinnig gepolten Dioden beider Gruppen mit einem konstanten Gleichstrom /, und die Verteilung dieses konstanten Gleichstroms auf die Dioden beider Gruppen G₁. G₂ ist mittels der Steuerspannung u änderbar, die an die beiden übrigen, die Enden des Spannungsteilers bildenden Klemmen C. D der beiden Diodengruppen angelegt wird. Die beiden Eingangsklemmen .4. B des Dämpfungsgliedes sind jeweils über einen Kondensator Y₁ bzw. ;·, mit der Verbindungsstelle zwischen der Ji-ten und der (n + l)-ten Diode je einer Gruppe verbunden, während die Ausgangsklemmen des Dämpfungsgliedes durch die eine Eingangsklemme B und G=

1 +

rcl,

in der ηΐχ und nl₂ die Differentialwiderstände der Dioden jeder Gruppe darstellen. Daher ergibt sich

n/,

wobei V die Spannung zwischen S und F. I₁ und /, die durch die Diodengruppen G₁ und G₁ hindurchgehenden Ströme und u die Steuerspannung zwischen den Punkten C und D darstellen. Da der durch die Art der Dioden bestimmte Koeffizient,; praktisch unabhängig von der Temperatur ist und die Werte K₁ und K₂ sich im wesentlichen in gleichem Verhältnis in Abhängigkeit von der Temperatur ändern, ergibt

sich, daß ' praktisch unveränderlich ist und der

Ubertragungsfaktor des Dämpfungsgliedes unabhängig von Temperaturschwankungen wird.

Gemäß einer der bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung wird das Dämpfungsglied in Verbindung mit wenigstens einer Verstärkungsstufe verwendet, die eine oder mehrere Elektronenröhren oder Transistoren enthält, um eine Anordnung mit sehr großem Verstärkungsbereich zu schaffen, deren Ubertragungsfaktor eine Exponentialfunktion der Steuerspannung ist.

Vorrichtungen dieser Art können erfindungsgemäß hergestellt werden, indem man beispielsweise einem oder mehreren Spannungsteilern der oben beschriebenen Art einen oder mehrere Transistoren bzw. eine oder mehrere Elektronenröhren zuordnet, je nachdem, ob eine oder mehrere Verstärkungsstufen vorgesehen werden sollen.

F i g. 3 ist eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäß ausgebildeten Schaltung aus Dämpfungsglied und Verstärkungsstufe, welche den Verstärkungsgrad des Signals dadurch zu regeln gestattet, daß die Steuerspannung variiert wird, ohne daß merkliche Störungen durch Temperaturschwankungen hervorgerufen werden.

Diese Schaltung enthält einen Transistor T₁. -an dessen Basis das Eingangssignal C₁. angelegt wird.

z. B. über die Wicklungen Z₁ und Z₂ eines Transformators, und dessen Emitter und Kollektor mit Gleichstrom über Widerstände R₁, bzw. R_c gespeist werden.

Jeder dieser Widerstände R₁., R_t. ist für Wechselstrom durch zwei gleichsinnig in Reihe geschaltete Dioden der Diodengruppen G₁ bzw. G₂ überbrückt. Die Impedanz der Dioden hängt von der Spannung ii ab, welche an die Endklemmen C und D des durch die Gruppen G₁ und G₂ gebildeten Spannungsteilers

in Form von zwei Teilspannungen +

bzw. —

Wählt man für die Widerstände R_c und R_t. den gleichen Wert R und verwendet man gleiche Dioden (K₁ = K₂ = K). dann wird, wenn

gesetzt wird, fur den Ubertragungsfaktor G folgende Gleichung erhalten:

zwischen dem auf festem Potential liegenden Punkt F und dem Ende jeder Gruppe G₁ bzw. G₂ angelegt wird, wobei die Änderung der Spannung u dem gewünschten Dämpfungsverlauf entspricht.

Die Dioden werden mit Gleichstrom über den Widerstand R_p aus der Stromquelle E_p gespeist, die mit der Stromquelle E₁ bzw. E₂ identisch sein kann. welche den Transistor 7^ speist.

Jede Diodengruppe enthält eine gerade Anzahl von Dioden, welche für die beiden Gruppen die gleiche ist. Der gemeinsame Punkt S der Diodengruppen kann unmittelbar geerdet sein, jedoch ist er vorzugsweise durch einen Kondensator großer Kapazität von Erde isoliert.

Der Nebenschlußkreis des Emitters bzw. des Kollektors des Transistors T^ enthält einen Kondensator;·, bzw. ;·,. welcher die betreffende Diodengruppe gegen den Gleichstrom der Stromquelle E₁ bzw. E₁ isoliert. jedoch das Wechselspannungssignal durchläßt.

Jeder dieser Nebenschlußkreise ist zwischen der /Men lind der (;i + 1 Men Diode der zuixordneten. 2;/ Dioden enthaltenden Gruppe G₁ bzw G₂ an-30 geschlossen.

Die in F i g. 3 dargestelle Schaltung hat nicht nur den oben angegebenen Vorteil eines von den Schwankungen der Raumtemperatur unabhängigen Ubertragungsfaktors. sondern sie erlaubt außerdem, den Übertragungsfaktor G so zu ändern, daß sein Logarithmus innerhalb eines sehr großen Verstärkungsbereiches im wesentlichen eine lineare Funktion der Steuerspannung bleibt, wie es die folgende vereinfachte Formel zeigt, die auf die Schaltung gemäß F i u. 3 anwendbar ist:

G =

n/i

1 +

nU R

1 +

Die Werte von r</, und rd, sind folgende:

wobei

n/, = τ ..
-ι'Ί

wobei

Bezeichnet man mit / die Stärke des Stromes, der von der Stromquelle E₁, den beiden Diodengruppen zugeführt wird, und macht man diese Stromstärke unabhängig von u. indem man die Spannung von E₁, im Vergleich zu der Steuerspannung sehr hoch wählt, dann erhält man

K ■ c 2

e 4 + e

G = η

R₁ ■ rd_z
R₁ - rd_z
R, · η/,

R. - ViL

- i\

45 wovon sich ableiten läßt
. (4)

C 4 — C

in der bedeutet

• C 4

■ e

e 4 + e 4

1 -t- e 2

— e

η die Stromverstärkung des Transistors T₁ (bei einem guten Transistor hat α unnefähr den Wert 11

Γί/j den Differentialwiderstand der Diodengruppe G₁ 55 Ersetzt man in den Gleichungen (6) und (7) /, und /₂ zwischen der Klemme A und dem für Wechsel- durch ihre Werte, so erhält man
strom geerdeten Punkt .V.

rd_z den Differentialwiderstand der Diodengruppe G₂ zwischen der Klemme B und dem für Wechselstrom geerdeten Punkt .V. fo R₁ den Widerstand im Kollektrokreis des Tran- und sistors.

R₁. den Widerstand im Emitterkreis des Transistors. j·,. den inneren Widerstand des Emitters.
j\ den inneren Widerstand der Quelle, die das

Eingangssignal an die Basis des Transistors führt Da der Wert von r im Vergleich zu TiZ₁ als sehr

(Widerstand des Basiskreises), gering angesehen werden kann, kann er in einer

J-/, den Widerstand der Basis des Transistors. vereinfachten Berechnung vernachlässigt werden.

rd, =

7 8

Der Ubertragungsfaktor G läßt, sich dann durch die folgende Formel ausdrücken:

C/ = r/

^rdl

= H ■ C 2 -

2 ,1Rl

2 · ,SR-1

Bezeichnet man den Ausdruck 2- _ti- R-1 mil A. 10 Wert von u der Ausdruck

In 11 + B · e~ 2 J
praktisch gleich Null ist und daß der Ausdruck

In (l +ß-e^{+ ;}
sich nur wenig von

den Ausdruck . , . mit B und den Napierschen Logarithmus von G mit i/, so erhält man

</ = In« + '\^U + In (l + A + c~ '2 )

15

- In (l + A + e⁴ 2 ,

(10)

In 11 H- B-e"

unterscheidet.

j In diesem Falle nähert sich ij der Asymptote

In a — In B. Bei einem hohen negativen Wert von ;/ nähert sich <y der Asymptote In a + In B.

Nachstehend wird gezeigt, daß die Kurve für y in Abhängigkeit von 1» zwischen diesen beiden Asymptoten einen einzigen Wendepunkt für 11 = 0 hat. was eine günstige Bedingung für eine gute Linearität

Da B sehr viel kleiner als 1 ist. ist aus der vorstehen- 30 für die positiven oder negativen Werte von /( in der den Formel zu ersehen, daß bei einem hohen positiven Nähe von Null darstellt.

Aus der Gleichung (10) kann abgeleitet werdeji

- In 1 +ß-e⁺ '2 J.

du

1 + B - e"

dir

Bc'

1 +B

-e-r" (1+B-C2--)" B-e^;"

+ r

fl+B-eü'

Die zweite Ableitung fi verschwindet für u = 0. "\. Abhängigkeit vom, (für ,, = 0) vorhanden ist. ^h dir Fur diesen Wert (ii = 0) ist die Neigung der Tangente

was zeigt, daß ein Wendepunkt in der Kurve für ij an der Kurve </

du 2

A H^

₌
l+B 2 1 +B ~ 2 2 + .4

Bezeichnet man den Ausdruck e 2 mit Z, so erhält man

dl/
dir

1 Z

1 +

Z _^BZl

I +BZ ⁺ (V+B-ZY

*(■

(I +BZ)² (1 -B²I-(I -Z²)

(1 + BZ)²

Da der Wert von ß sehr viel kleiner als 1 ist, ergibt sich daraus, daß _d ^fl für Z > 1 immer negativ und für Z < 1 immer positiv ist, was zeigt, daß es nur einen einzigen Wendepunkt in der Kurve für </ in Abhängigkeit von u gibt.

Die in F i g. 4 wiedergegebene Ausführungsform der Erfindung, bei der in Verbindung mit dem Dämpfungsglied eine Verstärkungsstufe mit einem Transistor oder einer Elektronenröhre vorgesehen ist, ist dadurch gekennzeichnet, daß das Dämpfungsglied zwei Spannungsteiler aufweist, die jeweils aus zwei Diodengruppen G₁, G₂ bzw. G₃, G₄ bestehen, welche jeweils mit ihrer gemeinsamen Klemme S₁, bzw. S₁₁ mit einer Gleichstromquelle E₁, bzw. E₁₁ verbunden sind und mit entgegengesetzter Polung parallel an die Klemmen C D der Steuerspannungsquelle geschaltet sind, und daß der Emitter des Transistors T₁ bzw. die Kathode der Röhre an die Verbindung zwischen der /i-ten und der (« + l)-ten Diode des einen Spannungsteilers G₁, G₂, von der einen KlemmeC der Steuerspannungsquelle aus gerechnet, angeschlossen ist und der Kollektor des Transistors bzw. die Anode der Röhre an die Verbindung zwischen der /!-ten und der (« + l)-ten Diode des anderen Spannungsteilers G₃. G₄, von der gleichen Klemme C der Steuerspannungsquelle aus gerechnet, angeschlossen ist, während die Eingangswechselspannung e_e der Basis des Transistors bzw. dem Gitter der Röhre zugeführt und die Ausgangsspannung c_s. dem Kollektor des Transistors bzw. der Anode der Röhre entnommen wird.

Es läßt sich leicht nachweisen, daß bei der Schaltungsanordnung gemäß F i g. 4 der Ubertragungsfaktor gegenüber Temperaturschwankungen praktisch unempfindlich ist.

In jedem der beiden Spannungsteiler verteilt sich der Strom /_;, bzw. /_(/ auf die beiden Diodengruppen, und man erhält die Gleichungen

Ip = <i +/2. (13)4°

/„ = /₃ + /₄, (14)

in denen /,, /,, i₃ und /₄ die Stärke der durch die Diodengruppen G₁, G₂. G₃ und G₄ hindurchgehenden Ströme darstellen.

Ferner gilt

((■ V

/', = X₁ e 2 ,

wobei V die von der Stromquelle gelieferte Spannung darstellt.

Aus den Gleichungen (13), (15) und (16) läßt sich die folgende Gleichung ableiten:

IfU

= '2 + '2 ■ γ

K₂

woraus sich ergibt

Ί — τ,

1 + -7Ϊ

und

h =

1 +

e 2

ll-u

■ e 2

Ebenso erhält man folgende Werte für /₃ und I₄:

K * ι¹'"

und

'4 =

K₃ _ ILJL
1 + -^-· a 2 K

Der Ubertragungsfaktor G ergibt sich annähernd durch die Anwendung der vereinfachten Formel (5), in der a = 1 und r sehr klein im Vergleich zu dem Differentialwiderstand der Dioden ist, der seinerseits wieder sehr gering im Vergleich zu den Widerständen R_p und R_q ist.

Man erhält somit

jfU

K,

e / JLJL

-f-C-2

1 +

K₁

_ ifu

e ~T~

Werden die Dioden der Gruppen G₁ und G₂ so 55 Wird der Ubertragungsfaktor in Dezibel (dB)

gewählt, daß X₁ = K₂ und diejenigen der Gruppen G₃ gemäß der folgenden Gleichung ausgedrückt: und G₄ so gewählt, daß X₃ = X₄, dann ergibt sich

für den Ubertragungsfaktor NdB = 20 log G,

G =

((•II

e 2 .

so erhält man

(21)

Dieser Ausdruck ist unabhängig von den Koeffizienten X und folglich wenig empfindlich für Tcmperaturschwankungen, da der Koeffizient />' der Dioden in Abhängigkeit von der Temperatur innerhalb des Arbeitsbereiches praktisch unveränderlich bleibt.

Af dB =

/< 1

Diese Formel zeigt, daß der Ubertragungsfaktor nicht nur in Abhängigkeit von dem Dämpfungsgesetz, das in der Änderung der Spannung 1/ zum Ausdruck kommt (logarithmischc Programmierung

809 549 300

G = ^K>

R,

^R,

C 2 .

35

Aus dieser Formel ist ersichtlich, daß der Ubertragungsfaktor entweder linear geändert werden kann. indem der Wert von E₁, geändert wird, oder gemäß einer hyperbolischen Funktion geändert werden kann, indem der Wert von E₁₁ geändert wird, oder auch gemäß einer exponenlialen Funktion geändert werden kann, indem der Wert von 1/ geändert wird.

Daraus ergibt sich die Möglichkeit, das Dämpfungsglied dazu zu verwenden, einen Analogrechner herzustellen, der Multiplikationen. Divisionen und Exponentialumformungen durchführen kann.

Die Ausführungsform gemäß F i g. 4 kann in der Weise abgewandelt werden, daß eine zweite Verstärkungsstufe mit einem Transistor oder einer Elektronenröhre vorgesehen ist. daß die Basis des Transistors bzw. das Gitter der Röhre der zweiten Verstärkungsstufe mit dem Kollektor des Transistors bzw. der Anode der Röhre der ersten Verstärkungsstufe verbunden ist. daß die Emitter der Transistoren bzw. die Kathoden der Röhren der beiden Verstärkungsstufen jeweils mit der Mitte der beiden Diodengruppen verbunden sind, die der einen Klemme der Steuerspannungsquelle benachbart sind, und daß die Kollektoren der Transistoren bzw. die Anoden der Röhren der beiden Verstärkungsstufen jeweils mit der Mitte der beiden Diodengruppen verbunden sind, die der anderen Klemme der Steuerspannungsquelle benachbart sind.

F i g. 5 zeigt eine der F i g. 3 ähnliche - weitere Ausführungsform einer Dämpfungs- und Verstärkungsschaltung gemäß der Erfindung, bei welcher der Logarithmus des Ubertragungsfaktors eine lineare Funktion der Steuerspannung ist und welche derart ausgebildet ist, daß diese lineare Funktion nach Belieben geändert werden kann. Bei dieser Ausführungsform ist die Steuerspannung in zwei Teilspannungen κ und (1 — m)u unterteilt, von denen die Teilspannung 11 an die Enden C und S der einen Diodengruppe Gi und die andere Teilspannung (1 — m)n an die Enden D und S der anderen Dioden

oder automatische Steuerung des Ubertragungsfaktors), eingestellt werden kann, sondern auch dadurch, daß das Verhältnis '>' geändert wird, welches auch in der folgenden Form ausgedrückt werden kann:

Ip _ Ep R_(l /„ ~ X, " Rp '

IO

worin E₁, und E_n die positive bzw. die negative Spannung der Stromquellen und R₁, und R₁₁ die Widerstände darstellen, über welche diese Stromquellen jedes der beiden Paare von Diodengruppen G₁. G₂ und G,, G₄ speisen.

Daraus ist zu ersehen, daß, wenn die Spannungen E₁, und £„ von der gleichen Stromquelle geliefert werden, eine Spannungsänderung dieser Stromquelle den Ubertragungsfaktor nicht ändert, da sie die Werte von E₁, und E₁₁ im gleichen Verhältnis beeinflußt.

Allgemein kann der Ubertragungsfaktor der in F i g. 4 wiedergegebenen Schaltung durch die folgende Formel ausgedrückt werden:

65 gruppe G₂ angelegt ist, während die Gesamtspannung zwischen den Klemmen C und D des Spannungsteilers den Wert mn hat.

Der Koeffizient in kann mit Hilfe des Potentiometers P eingestellt werden, um die Neigung der Geraden, welche die Änderungen des Logarithmus des Ubertragungsfaktors in Abhängigkeil von der Steuerspannung wiedergibt, auf den gewünschten Wert einzuregeln.

Entsprechend der vereinfachten Formel für den Ubertragungsfaktor erhält man

da uilt

G =

rd, =

JV/,

C₁,

nl, =

2,Ii₂

/, = K₁ c 2

c 2"

Der ungefähre Wert des Uberlragungslaklors beträgt dann

G = !· = i¹ -C2 "":

und daraus läßt sich ableiten
ι/ = log G = log *

■ m · a .

Diese vereinfachte Rechnung zeigt, daß die Neigung der Geraden, die den Wert von μ in Abhängigkeit von 1/ darstellt, in einem proportionalen Verhältnis zu dem Koeffizienten in steht, den man nach Belieben wählen kann.

Man kann auch auf den Anfangspunkt der Geraden einwirken, die cj in Abhängigkeit von 1/ darstellt, indem man den Ubertragungsfaktor G₁, der mit dem Dämpfungsglied verbundenen Verstärkerstufe ändert.

Bei der Ausführungsform gemäß F i g. 5 sind außerdem zwei Transistoren T₃ und 7^ vorgesehen, die als Impedanzregler derart arbeiten, daß die Spannung m ■ u in einem proportionalen Verhältnis zu dem Drehwinkel des Potentiometers P steht.

Eine solche Anordnung kann vorteilhaft in seismischen Verstärkern verwendet werden, wobei 11 eine nach einem bestimmten Gesetz zeitlich veränderliche Spannung ist. die bei allen in den seismischen Verstärkern verwendeten Dämpfungsgliedern die gleiche ist und die beispielsweise der zeitlichen Energieverringerung eines seismischen Signals nach der Explosion entspricht.

Gemäß einer weiteren, in der Zeichnung nicht dargestellten Ausführunesform der Erfindung kann

der Ausgang eines ersten Dämpfungsgliedes mit Verslärkungsstufe mit dem Eingang eines zweiten Dämpfungsgliedes mit Verstärkungsstufe verbunden werden, dessen Ausgang an den einen von zwei Eingängen eines Differenzbildners angeschlossen ist, dessen anderer Eingang den Eingang der Gesamtanordnung bildet und dessen Ausgang mit dem Eingang des ersten Dämpfungsgliedes mit Verstärkungsstufe verbunden ist. dessen Ausgang den Ausgang der Gesamtanordnung bildet, wobei an die beiden Dämpfungsglieder Steuerspannungen gleicher Größe, aber entgegengesetzten Vorzeichens angelegt werden.

Claims (1)

Patentansprüche: is

1. Veränderbares Dämpfungsglied mit Dioden in Spannungsteilerschaltung. bei dem die Dioden beiderseits des Spannungsteilerabgriffs in ihrem Widerstand durch eine Steuerspannung gegensinnig steuerbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens ein Spannungsteiler aus zwei Gruppen (G₁. G₂) von je 2;i in — 1. 2. 3 ...) unter sich gleichsinnig in Reihe geschalteten Dioden vorgesehen ist und die den beiden Gruppen (G₁. G₂) gemeinsame Klemme (S) mit dem einen Pol einer Gleichstromquelle (E,,) verbunden ist. welche mit ihrem anderen PoI(E) auf festem Potential liegt und die hinsichtlich dieser Stromquelle gleichsinnig gepolten Dioden beider Gruppen mit einem konstanten Gleichstrom (/) speist, daß die Verteilung dieses konstanten Gleichstroms!/) auf die Dioden beider Gruppen (G₁. G₂) mittels der Steuerspannung in) veränderbar ist. die an die beiden übrigen, die Enden des Spannungsteilers bildenden Klemmen (C. D) der beiden Gruppen angelegt wird, und daß die beiden Eingangsklemmen (.1. B) des Dämpfungsgliedes jeweils über einen Kondensator (;·,. ;₂) mit der Verbindungsstelle zwischen der fi-ten und der in ■+- D-ten Diode je einer Gruppe verbunden sind, während die Ausgangsklemmen des Dämpfungsgliedes durch die eine Eingangsklemme (ß) und eine weitere Klemme (.V) gebildet werden, welche über je einen Kondensator (C₁. C₂. C,,) mit den drei Klemmen (C. D. S) des Spannungsteilers verbunden ist (F i g. 2 und 3).

2. Dämpfungsglied nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerspannung (K) in so zwei Teilspannungen gleicher Größe, aber ent-

gegengesetzten Vorzeichens (

und —

unterteilt ist. die jeweils an eines der Enden (C. D) des Spannungsteilers und den auf festem Potential liegenden PoI(F) der Gleichstromquelle (E,,) angelegt werden (F i g. 2 und 3).

3. Dämpfungsglied nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerspannung in zwei Teilspannungen [u und (1 — /h)h] unterteilt ist. f>o wobei der Koeffizient im) mittels eines Potentiometers (P) einstellbar ist. und daß diese Teilspannungen jeweils an die gemeinsame Klemme (S) der beiden Diodengruppen (G₁. G₂) und eines der Enden (C. D) des Spannungsteilers angelegt wer- <>5 den (F i g. 5).

4. Dämpfungsglied nach Anspruch 1 in Verbindung mit wenigstens einer Verstärkungsstufe mit einem Transistor oder einer Elektronenröhre, dadurch gekennzeichnet, daß der Emitter des Transistors (7J) bzw. die Kathode der Röhre mit der einen iA) der beiden Eingangsklemmen (,4, B) des Dämpfungsgliedes verbunden ist, der Kollektor des Transistors bzw. die Anode der Röhre mit der zweiten Eingangsklemme (B) des Dämpfungsgliedes verbunden ist und die Basis des Transistors bzw. das Gitter der Röhre mit einer die Signalwechselspannung zuführenden Eingangsschaltung (Z₁. Z₂) verbunden ist, während die Ausgangsklemmen vom Dämpfungsglied samt Verstärkungsstufe von der zweiten Eingangsklemme (B) und einem auf festem Potential liegenden Punkt (N) des Dämpfungsgliedes gebildet sind (F i g. 3).

5. Dämpfungsglied nach Anspruch 1 in Verbindung mit wenigstens einer Verstärkungsstufe mit einem Transistor oder einer Elektronenröhre, dadurch gekennzeichnet, daß das Dämpfungsglied zwei Spannungsteiler aufweist, die jeweils aus zwei Diodengruppen (G₁. G₂ bzw. G,. G₄) bestehen, welche jeweils mit ihrer gemeinsamen Klemme (S,, bzw. S₁,) mit einer Gleichstromquelle (E,, bzw. E,₍) verbunden sind und mit entgegengesetzter Polung parallel an die Klemmen (C. D) der Steuerspannungsquelle geschaltet sind, und daß der Emitter des Transistors (7J) bzw. die Kathode der Röhre an die Verbindung zwischen der /i-ten und der (/ι + l)-ten Diode des einen Spannungsteilers (G₁. G₂). von der einen Klemme (C) der Steuerspannungsquelle aus gerechnet, angeschlossen ist und der Kollektor des Transistors bzw. die Anode der Röhre an die Verbindung zwischen der /i-ten und der (/1 + 1 Hen Diode des anderen Spannungsteilers (G,. G₄). von der gleichen Klemme (C) der Steuerspannungsquelle .aus gerechnet, angeschlossen ist. während die Eingangswechselspannung Ic₁.) der Basis des Transistors bzw. dem Gitter der Röhre zugeführt und die Ausgangsspannung (c\) dem Kollektor des Transistors bzw. der Anode der Röhre entnommen wird (Fig. 4).

6. Dämpfungsglied nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß eine zweite Verstärkungsstufe mit einem Transistor oder einer Elektronenröhre vorgesehen ist. daß die Basis des Transistors bzw. das Gitter der Röhre der zweiten Verstärkungsstul'e mit dem Kollektor des Transistors bzw. der Anode der Röhre der ersten Verstärkungsstufe verbunden ist. daß die Emitter der Transistoren bzw. die Kathoden der Röhren der " beiden Verstärkungsstufen jeweils mit der Mitte der beiden Diodengruppen verbunden sind, die der einen Klemme der Steuerspannungsquelle benachbart sind, und daß die Kollektoren der Transistoren bzw. die Anoden der Röhren der beiden Verstärkungsstufen jeweils mit der Mitte der beiden Diodengruppen verbunden sind, die der anderen Klemme der Steuerspannungsquelle benachbart sind.

7. Dämpfungsglied mit Verstärkungsstufe nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausgangeines ersten Dämpfungsgliedes mit Verstärkungsstufe mit dem Eingang eines zweiten Dämpfungsgliedes mit Verstärkungsstufe verbunden ist, dessen Ausgang an den einen von zwei Eingängen eines Differenzbildners angeschlossen ist, dessen anderer Eingang den Ein-

gang der Gesamtanordnung bildet und dessen Ausgang mit dem Eingang des ersten Dämpfungsgliedes mit Verstärkungsstufe verbunden ist, dessen Ausgang den Ausgang der Gesamtanordnung bildet, und daß an die beiden Dämpfungsglieder

Steuerspannungen gleicher Größe, aber entgegengesetzten Vorzeichens angelegt werden.

In Betracht gezogene Druckschriften: Britische Patentschrift Nr. 698 195.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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